嵌入式微控制器应用中的无线(OTA)更新:设计权衡与经验教训

作者:Benjamin Bucklin Brown

摘要

许多嵌入式系统部署在操作人员难以或无法接近的地方。物联网(IoT)应用尤其如此,这些应用通常大量部署并且电池寿命有限。实例包括监控人员或机器健康状况的嵌入式系统。这些挑战加上快速迭代的软件生命周期,导致许多系统需要支持无线(OTA)更新。OTA更新用新软件替换嵌入式系统的微控制器或微处理器上的软件。虽然很多人非常熟悉移动设备上的OTA更新,但在资源受限的系统上设计和实施会带来许多不同的挑战。本文将介绍针对OTA更新的若干不同软件设计,并讨论其优缺点。我们将了解OTA更新软件如何利用两款超低功耗微控制器的硬件特性。

构建模块

服务器和客户端

OTA更新用新软件替换器件上的当前软件,新软件以无线方式下载。在嵌入式系统中,运行此软件的器件通常是微控制器。微控制器是一种小型计算器件,其存储器、速度和功耗均很有限。

微控制器通常包含微处理器(核心)和用于执行特定操作的数字硬件模块(外设)。工作模式下典型功耗为30 μA/MHz至40 μA/MHz的超低功耗微控制器是此类应用的理想选择。使用这些微控制器上的特定硬件外设并将其置于低功耗模式,是OTA更新软件设计的重要组成部分。图1显示了一个可能需要OTA更新的嵌入式系统实例。可以看到,一个微控制器与射频收发器和传感器相连,这可用在物联网应用中,利用传感器收集有关环境的数据,并利用无线收发器定期报告数据。系统的这一部分称为边缘节点或客户端,是OTA更新的目标。系统的另一部分称为云或服务器,是新软件的提供者。服务器和客户端利用无线收发器通过无线连接进行通信。

图1. 示例嵌入式系统中的服务器/客户端架构

详文请阅:嵌入式微控制器应用中的无线(OTA)更新:设计权衡与经验教训

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